JP2015502908A

JP2015502908A - Apparatus and method for removing edge portions from a continuously moving glass ribbon

Info

Publication number: JP2015502908A
Application number: JP2014544908A
Authority: JP
Inventors: テリア，ザビエ
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: JP6128531B2; KR20140105801A; WO2013082360A1; CN104379516A; TWI591026B; TW201332906A; CN104379516B

Abstract

成形本体から延伸されるガラスリボンの一部を薄化する装置および方法が開示される。薄化は、ガラスリボンの既定の位置に加熱ノズルから、加熱された気体の流れを導くことによって生み出される。ガラスリボンが成形本体から下降するときに、ガラスリボンのエッジ部分の縦に沿った薄化部分全体を、亀裂を薄化部分に沿って伝播させることによって、ガラスリボンが成形本体から下降するにつれてガラスリボンから取り除くことができる。An apparatus and method for thinning a portion of a glass ribbon drawn from a molded body is disclosed. Thinning is created by directing a flow of heated gas from a heated nozzle to a predetermined position on the glass ribbon. As the glass ribbon descends from the forming body, the glass ribbon as it descends from the forming body by propagating cracks along the thinned portion along the entire thinned portion of the edge of the glass ribbon as the glass ribbon descends from the forming body. Can be removed from the ribbon.

Description

Explanation of related applications

本出願は、その内容が引用されその全体が参照することにより本書に組みこまれる、２０１１年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／５６４９７４号の優先権の利益を米国特許法第１１９条の下で主張するものである。 This application claims the benefit of priority of US Provisional Patent Application No. 61 / 564,974, filed on November 30, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. It is claimed under Article 119.

本発明は、連続的に動いているガラスリボンに局所的な薄化を生じさせる装置および方法に関し、より具体的には、薄化部分に沿って亀裂を伝播させることによりガラスリボンのエッジ部分を除去する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for causing local thinning of a continuously moving glass ribbon, and more particularly, to propagate an edge portion of a glass ribbon by propagating a crack along the thinned portion. The invention relates to an apparatus and method for removal.

液晶ディスプレイまたは有機発光ダイオードディスプレイ技術などのディスプレイシステムにおいて使用されるガラスシート、または太陽光発電機器の部品として、あるいはハンドヘルド機器やテレビの種々の形状のカバープレートとして使用されるガラスシートは、フロートプロセスやフュージョンダウンドロープロセスなどの周知の高容量連続ガラスシート製造プロセスによってこれまで製造されているが、ある特定の状況下では、スロットドロープロセスを使用して製造され得る。 Glass sheets used in display systems such as liquid crystal displays or organic light emitting diode display technology, or glass sheets used as parts of photovoltaic power generation equipment or as cover plates of various shapes for handheld devices and televisions are float processes. Has been produced by well-known high-capacity continuous glass sheet manufacturing processes, such as the fusion downdraw process, but under certain circumstances can be manufactured using a slot draw process.

上記プロセスで生成されたガラスのリボンでは、リボンのエッジ付近に、一般に「ビード」と称される厚さの増加した部分が見られる。認められるビードの厚さは、ガラスリボンの中心部分の公称厚さの３〜４倍であることが一般的である。極めて薄いガラスリボンを製造するとき、この比率は増加する傾向にあり、中心の厚さがおよそ０．１ｍｍのガラスリボンを考えると、ガラスリボンの中心部分の厚さの１０倍もの高い値に達し得る。 The glass ribbon produced by the above process has an increased thickness, generally referred to as a “bead”, near the edge of the ribbon. The permissible bead thickness is typically 3-4 times the nominal thickness of the central portion of the glass ribbon. When producing extremely thin glass ribbons, this ratio tends to increase. Considering a glass ribbon with a center thickness of approximately 0.1 mm, the ratio reaches as high as 10 times the thickness of the center portion of the glass ribbon. obtain.

こういったビードの存在は、ガラスリボンが形成されて粘性変形で引き伸ばされる製造プロセスの初期段階では、シートの安定化、シート幅損失の制御、および厚さ制御への貢献などに役立つことから望ましいであろう。しかしながら、プロセス後半での内部応力やシート形状に与えるその影響は望ましくない可能性があり、特定の場合には、プロセスや最終的な製品に有害になることがある。 The presence of these beads is desirable because it helps to stabilize the sheet, control sheet width loss, and contribute to thickness control in the early stages of the manufacturing process where a glass ribbon is formed and stretched by viscous deformation. Will. However, internal stress and its effect on sheet shape later in the process may be undesirable and in certain cases can be detrimental to the process and the final product.

ガラスリボンにおいて低いレベルの内部応力に達するためには、成形プロセス中に冷却速度を注意深く制御することが必要になる。リボンの異なる領域間の著しい厚さの違いは異なる冷却速度に繋がり、すなわち低応力を達成する能力を低下させる温度勾配を生じさせる。これはビード領域での事例であり、ビード領域では厚さ勾配が大きいことで、大きい温度勾配および応力勾配が誘発される。 In order to reach low levels of internal stress in the glass ribbon, it is necessary to carefully control the cooling rate during the molding process. Significant thickness differences between different regions of the ribbon lead to different cooling rates, i.e. create temperature gradients that reduce the ability to achieve low stress. This is an example in the bead region, where a large thickness gradient in the bead region induces large temperature and stress gradients.

非常に薄いシートを製造する際、高速の延伸に適応するために、個別のガラスシートを切断する代わりにガラスリボンをスプールに巻くことが望ましいことがある。より厚いビードが存在していると、亀裂の伝播および製品の損失を誘発することなく十分に小さい曲率半径でシートを湾曲させる能力が限定される。 When manufacturing very thin sheets, it may be desirable to wind a glass ribbon on a spool instead of cutting individual glass sheets to accommodate high speed drawing. The presence of a thicker bead limits the ability to bend the sheet with a sufficiently small radius of curvature without inducing crack propagation and product loss.

本書で開示されるのは、局所的な加熱を加えてリボンのいくつかの部分を選択的に薄化することによって、連続的に動いているガラスリボンからビードを連続的に除去する方法および装置である。 Disclosed herein is a method and apparatus for continuously removing beads from a continuously moving glass ribbon by applying a local heating to selectively thin several portions of the ribbon. It is.

ガラスリボンの薄化を最大にするための最適な位置は、フュージョンダウンドロープロセスでは成形本体の底部付近である。スロットドロープロセスでは、その最適な位置はスロット付近である。局所的なガラス粘度の変更は、プロセスの粘性領域内で局所的な発熱体を用いて行われる。下向きの方向に移動している間に放射および対流による熱交換を受けると、リボンのこの薄い区域で熱勾配に誘発された熱機械的応力が発現し、これを用いて弾性領域（通常牽引ローラの下）内で始まった亀裂を粘弾性領域の最上部まで伝播させ、こうしてビードをシートの残りの部分から効果的に分離させることができる。一旦分離が始まると、底部付近の局所粘度を調節することによって、また薄化エリア内で底部から延伸部を下りる冷却速度を調節することによって、この分離を持続および制御することができる。成形本体の底部付近の局所粘度の調節は、強制空気加熱ノズルを用いて行うことができる。 The optimum position for maximizing the thinning of the glass ribbon is near the bottom of the molded body in the fusion downdraw process. In the slot draw process, the optimal position is near the slot. The local glass viscosity change is performed using a local heating element within the viscous region of the process. When subjected to heat exchange by radiation and convection while moving in the downward direction, a thermal gradient-induced thermomechanical stress develops in this thin area of the ribbon, which is used to generate elastic regions (usually pulling rollers). The cracks that began in (under) can propagate to the top of the viscoelastic region, thus effectively separating the beads from the rest of the sheet. Once separation begins, this separation can be sustained and controlled by adjusting the local viscosity near the bottom and by adjusting the cooling rate down the stretch from the bottom within the thinning area. The local viscosity in the vicinity of the bottom of the molded body can be adjusted using a forced air heating nozzle.

加熱ノズルは小型の発熱体を備え、この発熱体を使用して、主に対流で、またある程度は放射で、底部付近のガラスにエネルギーを伝達することができる。熱伝達効率は、ガラス表面に当たる高速の熱風噴射によってもたらされる。この熱風で、空気の流量、空気の速度、空気の温度、およびガラスに対する空気流の方向を制御することによって、局所的で調整可能な粘度勾配を与えることができる。 The heating nozzle includes a small heating element that can be used to transfer energy to the glass near the bottom, mainly by convection and to some extent by radiation. The heat transfer efficiency is brought about by a high-speed hot air jet that strikes the glass surface. With this hot air, a locally adjustable viscosity gradient can be provided by controlling the air flow rate, air velocity, air temperature, and the direction of air flow relative to the glass.

亀裂の開始は自然発生的に生じ得るが、延伸部の所与の位置でのこの開始の制御は、例えば非常に高い応力勾配を促進させるための局所的な加熱／冷却（ＣＯ₂レーザに例えば空気噴射または空気／水ミストが続いて）や、あるいはガラス表面を（例えば、ガラスカッターで、またはローラ対を用いて極局所的なねじれを加えて、機械的に）損傷させることによる。 The initiation of cracks can occur spontaneously, but control of this initiation at a given location in the extension can be achieved by, for example, local heating / cooling to promote very high stress gradients (e.g. for CO ₂ lasers). Followed by air jet or air / water mist) or by damaging the glass surface (for example, with a glass cutter or using a pair of rollers to add a very localized twist).

従って、本書ではガラスリボンを成形するための装置が開示され、この装置は、成形本体であって、成形本体の下部で交わる合流成形面を備えている、成形本体、その第１端部および第２端部の間に長手方向に延在する複数の通路を備えた、耐火管であって、複数の通路のうち少なくとも１つの通路が、この少なくとも１つの通路を通って導かれる気体の流れに流体連通し、第１端部が、成形本体の下部に近接している、耐火管と、および、気体の流れを加熱するように構成された耐火管の周りに配置された、加熱要素とを備えている、加熱ノズル、を備えている。耐火管は耐火性スリーブの内部に位置付けられ、このとき加熱要素が耐火管と耐火性スリーブとの間に位置付けられることが好ましい。 Accordingly, an apparatus for forming a glass ribbon is disclosed herein, the apparatus being a molded body, comprising a merged molding surface that intersects at a lower portion of the molded body, a first end thereof, and a first end. A refractory tube having a plurality of passages extending longitudinally between two ends, wherein at least one of the plurality of passages is in a flow of gas guided through the at least one passage. A refractory tube in fluid communication with a first end proximate to a lower portion of the molded body and a heating element disposed around the refractory tube configured to heat the flow of gas. A heating nozzle. It is preferred that the refractory tube is positioned inside the refractory sleeve, wherein the heating element is positioned between the refractory tube and the refractory sleeve.

この装置は、成形本体の下部の下に位置付けられた冷却ドアをさらに含み得、かつ加熱ノズルが、成形本体の下部と冷却ドアとの間に位置付けられていることを特徴とする。冷却ドアは、下降しているガラスリボンに近接して位置付けられた熱プレートに冷却気体を導くことによって、ガラスリボンの幅に亘ってガラスリボンの厚さを調節するように機能する。 The apparatus may further include a cooling door positioned below the lower portion of the molded body, and the heating nozzle is positioned between the lower portion of the molded body and the cooling door. The cooling door functions to adjust the thickness of the glass ribbon across the width of the glass ribbon by directing cooling gas to a hot plate positioned proximate to the descending glass ribbon.

加熱ノズルは、加熱された気体の流れをガラスリボンのエッジから約１００ｍｍ以下のガラスリボンの部分に導くように、位置付けられていることが好ましい。例えば加熱ノズルを、加熱された気体の流れをガラスリボンのエッジから約５０ｍｍ以下のガラスリボンの部分に導くように、位置付けてもよい。耐火管は、断熱シールドの内部に位置付けることが好ましい。 The heating nozzle is preferably positioned to direct the flow of heated gas from the edge of the glass ribbon to a portion of the glass ribbon that is about 100 mm or less. For example, the heating nozzle may be positioned to direct the flow of heated gas to a portion of the glass ribbon that is no more than about 50 mm from the edge of the glass ribbon. The refractory tube is preferably positioned inside the heat shield.

別の実施形態では、連続的に動いているガラスリボンを局所的に薄化する方法が開示され、この方法は、底部で交わる合流成形面を備えている成形本体から、底部から延伸される連続的に動いているガラスリボンを形成する溶融ガラスを、流すステップ、加熱された気体の流れを加熱ノズルからガラスリボンに導くステップであって、この加熱された気体が底部の近くでガラスリボンに当たり、この当たった加熱された気体が、ガラスリボンの長さに沿って延在する局所的な薄化部分をガラスリボンに生じさせる、ステップ、および、薄化部分に沿って亀裂を伝播させることによって、ガラスリボンからエッジ部分を分離させるステップ、を含む。加熱された気体の温度は、約１４５０℃から約１６５０℃までの範囲内であることが好ましい。薄化部分をレーザで加熱し、続いてこの薄化部分を冷却流体で冷却することによって、亀裂を伝播させることが好ましい。 In another embodiment, a method of locally thinning a continuously moving glass ribbon is disclosed, the method comprising a continuous body drawn from the bottom from a forming body having a merged molding surface that meets at the bottom. Flowing molten glass forming a moving glass ribbon, directing a flow of heated gas from a heating nozzle to the glass ribbon, where the heated gas strikes the glass ribbon near the bottom; This impinging heated gas causes the glass ribbon to have a locally thinned portion that extends along the length of the glass ribbon, and by propagating cracks along the thinned portion, Separating the edge portion from the glass ribbon. The temperature of the heated gas is preferably in the range of about 1450 ° C to about 1650 ° C. Preferably, the crack is propagated by heating the thinned portion with a laser and subsequently cooling the thinned portion with a cooling fluid.

いくつかの実施形態では、加熱された気体は、エッジ誘導部材とガラスリボンの中心線との間でガラスリボンに当たる。例えば、加熱された気体は、中心線よりもエッジ誘導部材の方により近い位置で当たり得る。加熱された気体は、例えばガラスリボンのエッジから約５０ｍｍの範囲内など、ガラスリボンのエッジから約１００ｍｍの範囲内でガラスリボンに当たることが好ましい。薄化部分は引張応力を有し、圧縮応力を有する厚くなった部分と境を接していることが好ましい。 In some embodiments, the heated gas strikes the glass ribbon between the edge director and the glass ribbon centerline. For example, the heated gas can hit the edge guide member closer to the edge than the center line. The heated gas preferably strikes the glass ribbon within a range of about 100 mm from the edge of the glass ribbon, such as within a range of about 50 mm from the edge of the glass ribbon. The thinned portion has a tensile stress and preferably borders a thickened portion having a compressive stress.

本発明のさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明の中に明記され、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項、さらに添付の図面を含め、本書において説明された本発明を実施することにより認識されるであろう。 Additional features and advantages of the invention will be set forth in the detailed description which follows, and in part will be readily apparent to those skilled in the art from the description, or may be set forth in the following detailed description, claims, and appended claims. It will be appreciated by practicing the invention described herein, including the drawings.

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の実施形態を示していること、そして請求される本発明の本質および特徴を理解するための概要または構成を提供することが意図されていることを理解されたい。添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書の一部を構成する。図面は本発明の種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、本発明の原理および動作の説明に役立つ。 The foregoing general description and the following detailed description are intended to illustrate embodiments of the invention and to provide an overview or arrangement for understanding the nature and features of the claimed invention. I want you to understand. The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention, and constitute a part of this specification. The drawings illustrate various embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles and operations of the invention.

例示的なフュージョンガラス製造装置の概略図Schematic diagram of exemplary fusion glass manufacturing equipment 図１の装置を構成する溶融ガラス成形本体の前面図Front view of a molten glass forming body constituting the apparatus of FIG. 誘導部材を示している、図２の成形本体の斜視図2 is a perspective view of the molded body of FIG. 2 showing the guide member 図２の成形本体から延伸されたガラスリボンの幅を横切る断面図Sectional view across the width of the glass ribbon drawn from the molded body of FIG. 図２の成形本体をその端部から見た断面図であって、本発明の一実施の形態による加熱ノズルの配置を示している図It is sectional drawing which looked at the shaping | molding main body of FIG. 2 from the edge part, Comprising: The figure which shows arrangement | positioning of the heating nozzle by one embodiment of this invention 保護用耐火性スリーブおよび熱シールドの内部に配置された、加熱ノズルの断面側面図Cross-sectional side view of heating nozzle located inside protective fireproof sleeve and heat shield ガラスリボンのビードに近接して位置付けられた加熱ノズルの効果を示している、図４のガラスリボンの一部断面図4 is a partial cross-sectional view of the glass ribbon of FIG. 4 illustrating the effect of a heating nozzle positioned in proximity to the bead of the glass ribbon. 溶融ガラスの単位体積を表した図であって、溶融ガラスの単位体積に作用する力を描いた図A diagram showing the unit volume of molten glass, depicting the force acting on the unit volume of molten glass ガラスリボンの中心部分を横切るリボンの厚さを表した図Diagram showing ribbon thickness across the center of the glass ribbon 加熱ノズルからの加熱された気体が当たったときの、ガラスリボンのビード付近のリボンの厚さを表した図Diagram showing the ribbon thickness near the bead of the glass ribbon when the heated gas from the heating nozzle hits it

以下の詳細な説明においては、説明のためであって限定するものではないが、具体的詳細を開示する実施形態例を明記して本発明の種々の原理の完全な理解を提供する。しかしながら、本開示の利益を得たことのある通常の当業者には、本発明をここで開示される具体的詳細とは異なる他の実施形態で実施し得ることは明らかであろう。さらに、周知の装置、方法、および材料に関する説明は、本発明の説明を不明瞭にしないよう省略することがある。最後に、適用できる限り、同じ参照番号は同様の要素を示す。 In the following detailed description, for purposes of explanation and not limitation, example embodiments disclosing specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of various principles of the invention. It will be apparent, however, to one of ordinary skill in the art who has benefited from the present disclosure that the present invention may be practiced in other embodiments that depart from the specific details disclosed herein. Moreover, descriptions of well-known devices, methods, and materials may be omitted so as not to obscure the description of the present invention. Finally, wherever applicable, the same reference numbers indicate similar elements.

図１および２は、ガラスシートを成形するためのフュージョンガラス製造装置１０の例示的な実施形態を示したものであり、溶解炉１５、清澄槽２０、攪拌槽２５、受入槽３０、下降管３５、注入口４０、および成形本体４５、を備え、この成形本体４５から、溶融ガラス形成材料の薄い連続的に動いているリボン５０が下降する。ガラス製造システム１０は、溶融ガラス形成材料を搬送するための種々の他の槽または導管をさらに含み、例えば、溶解装置−清澄槽接続管５５、清澄槽−攪拌槽接続管６０、および攪拌槽−受入槽接続管６５が挙げられる。溶解炉および成形本体は、典型的にはアルミナまたはジルコニアを含むセラミックレンガなどのセラミック材料から形成されるが、種々の槽や槽間の配管は、白金や、あるいは白金ロジウム合金などの白金合金を含むものが多い。以下の説明は、図１に示したプロセスなど例示的なフュージョンダウンドロープロセスに関連しているが、本書に含まれる実施形態は、当業者には周知の、単一側面のオーバーフロープロセスまたはスロットドロープロセスなどのダウンドローガラス製造プロセスの他の変形に同じく適用することができる。 1 and 2 show an exemplary embodiment of a fusion glass manufacturing apparatus 10 for forming a glass sheet. A melting furnace 15, a clarification tank 20, a stirring tank 25, a receiving tank 30, and a downcomer pipe 35 are shown. , An injection port 40, and a molded body 45, from which a thin, continuously moving ribbon 50 of molten glass forming material descends. The glass manufacturing system 10 further includes various other tanks or conduits for conveying the molten glass forming material. For example, the melting apparatus-clarification tank connection pipe 55, the clarification tank-stirring tank connection pipe 60, and the stirring tank- The receiving tank connection pipe 65 is mentioned. Melting furnaces and molded bodies are typically formed from ceramic materials such as ceramic bricks containing alumina or zirconia, but the various tanks and piping between tanks are made of platinum or platinum alloys such as platinum rhodium alloys. There are many things to include. Although the following description relates to an exemplary fusion downdraw process, such as the process shown in FIG. 1, embodiments included herein are well-known to those skilled in the art, a single-sided overflow process or slot draw. The same applies to other variants of the downdraw glass manufacturing process, such as the process.

図１の例示的なフュージョンプロセスによれば、溶解炉１５に矢印７５で示したようにバッチ材料７０が提供され、これが溶解炉で溶解されてガラス形成材料（以下、溶融ガラス８０）が生成される。溶融ガラス８０は、溶解炉１５から溶解炉−清澄槽接続管５５を通って清澄槽２０に搬送される。溶融ガラスは清澄槽２０内で、溶解炉の温度を超える温度まで加熱され、このとき溶融ガラス内に含有されている多価の酸化物材料が酸素を解放し、この酸素が溶融ガラスを通って上昇する。この清澄槽２０での高温の酸素の解放が、バッチ材料の溶解によって生成された、溶融ガラス内の小さい気泡の除去を助ける。 According to the exemplary fusion process of FIG. 1, a batch material 70 is provided to the melting furnace 15 as indicated by arrow 75, which is melted in the melting furnace to produce a glass forming material (hereinafter, molten glass 80). The The molten glass 80 is conveyed from the melting furnace 15 to the clarification tank 20 through the melting furnace-clarification tank connection pipe 55. The molten glass is heated in the clarification tank 20 to a temperature exceeding the temperature of the melting furnace. At this time, the polyvalent oxide material contained in the molten glass releases oxygen, and this oxygen passes through the molten glass. To rise. This release of hot oxygen in the fining tank 20 helps to remove small bubbles in the molten glass produced by melting the batch material.

溶融ガラスは次いで清澄槽２０から清澄槽−攪拌槽接続管６０を通って攪拌槽２５内に流れ、ここで回転する撹拌機が溶融ガラスを混合および均質化して、確実に均等な濃度にする。均質化された溶融ガラスは次いで攪拌槽２５から攪拌槽−受入槽接続管６５を通って流れ、受入槽３０に集められる。受入槽３０から溶融ガラスは、下降管３５と注入口４０を通って成形本体４５に送られ、成形本体から溶融ガラスを延伸することによってガラスリボン５０が成形される。 The molten glass then flows from the clarification tank 20 through the clarification tank-stirring tank connection pipe 60 into the stirring tank 25 where a rotating stirrer mixes and homogenizes the molten glass to ensure an even concentration. The homogenized molten glass then flows from the stirring tank 25 through the stirring tank-receiving tank connecting pipe 65 and is collected in the receiving tank 30. Molten glass is sent from the receiving tank 30 to the forming body 45 through the downcomer 35 and the inlet 40, and the glass ribbon 50 is formed by stretching the molten glass from the forming body.

成形本体４５は、成形本体の上面に位置している開口溝９０と、図２および３で最もよく分かるが、成形本体の下部すなわち底部１００で合流する、１対の合流成形面９５とを備えている。成形本体に供給された溶融ガラスは、成形本体４５の上面に形成された開口溝９０に流れ入り、その壁から溢れ出て、２つの個々の溶融ガラスの流れに分かれて合流成形面上を流れる。この溶融ガラスの分離流が底部に到達すると、この流れが再結合し、すなわち融合し、成形本体の底部から下降するガラスリボン５０を形成する。図３で最もよく分かるが、成形本体４５に設けられたエッジ誘導部材１０６が、底部の幅を効果的に拡大するように機能し、それによりガラスリボンの幅を広げるのを助け、あるいは最低でもガラスリボンが狭くなるのを最小限に抑えるように作用する。図３は、エッジ誘導部材１０６を示している、成形本体４５の一部の斜視部である。動作時に典型的には４つのエッジ誘導部材が存在し、２つのエッジ誘導部材は成形本体の一方の端部で互いに反対に向いており、また別の対の反対に向いているエッジ誘導部材が、成形本体の反対側の端部に位置付けられている。 The molded body 45 comprises an open groove 90 located on the upper surface of the molded body and a pair of merged molding surfaces 95 that merge best at the bottom or bottom 100 of the molded body as best seen in FIGS. ing. The molten glass supplied to the molding main body flows into the opening groove 90 formed on the upper surface of the molding main body 45, overflows from the wall, and is divided into two individual molten glass flows and flows on the merged molding surface. . When this molten glass separation stream reaches the bottom, the streams recombine, that is, coalesce to form a glass ribbon 50 that descends from the bottom of the molded body. As best seen in FIG. 3, an edge guide 106 provided on the molded body 45 functions to effectively increase the width of the bottom, thereby helping to increase the width of the glass ribbon, or at a minimum It acts to minimize the narrowing of the glass ribbon. FIG. 3 is a perspective view of a part of the molded body 45 showing the edge guiding member 106. In operation, there are typically four edge guides, two edge guides facing away from each other at one end of the molded body, and another pair of oppositely oriented edge guides. , Positioned at the opposite end of the molded body.

ガラスリボンが底部１００から下降すると、牽引ローラ１１０がリボンのエッジに沿って粘性のガラスリボンに接触し、リボンを方向と速さとの両方を有する速度ベクトルＶで下向きの進路で延伸するのを助ける。牽引ローラ１１０は、対向する反対に回転するローラを含み、これらのローラでガラスリボンのエッジ部分を握持してガラスリボンを下向きに延伸する。追加の駆動ローラまたは非駆動ローラを牽引ローラの上または下に位置付けて（図示なし）リボンのエッジにさらに接触させ、リボンの誘導と、さらに、リボン幅を減少させるように働く自然に発生する表面張力効果に対抗したリボン幅の維持との両方を助けてもよい。 As the glass ribbon descends from the bottom 100, the pulling roller 110 contacts the viscous glass ribbon along the edge of the ribbon and helps to stretch the ribbon in a downward path with a velocity vector V having both direction and speed. . The pulling roller 110 includes opposing and oppositely rotating rollers, and these rollers grip the edge portion of the glass ribbon to draw the glass ribbon downward. A naturally occurring surface that acts to position additional drive or non-drive rollers above or below the pulling roller (not shown) to further contact the ribbon edge to guide the ribbon and further reduce the ribbon width It may help both maintain ribbon width against tension effects.

一旦、下降しているリボンがガラス転移温度範囲を経て冷却され、その一部が粘性液体から弾性固体に変質されると、リボンから個別のガラスシートを生成することができる。連続的な、また連続的に動いているガラスリボンからの、個別のガラスシートの生成は、典型的にはまずリボンの幅を横切って、あるいはリボンの幅の一部で、ガラスリボンに罫書きすることを含む。次いで、点線１０５で示されている罫書きを横切るように引張応力を加え、リボンの厚さを貫通しかつガラスリボンの幅に亘って伝播する、亀裂を生じさせてもよい。罫書き１０５は、任意の従来の方法で形成することができる。例えば、リボンに表面損傷を生じさせる、罫書きホイール、スクライバ、または研磨部材でリボンに接触することによって、罫書き１０５を生成することができる。引張応力は、ガラスリボンの罫書き面を罫書き線に亘って引っ張られた状態に置く方向にガラスリボンを曲げることによって加えてもよい。この張力が、罫書き線の位置に形成された亀裂を、リボンの厚さを通じて貫通させかつリボンの幅に亘って進ませる。 Once the descending ribbon is cooled through the glass transition temperature range and a portion of it is transformed from a viscous liquid to an elastic solid, individual glass sheets can be produced from the ribbon. The generation of individual glass sheets from continuous and continuously moving glass ribbons is typically done by first scoring the glass ribbon across the ribbon width or part of the ribbon width. Including doing. A tensile stress may then be applied across the ruled line indicated by dotted line 105 to create a crack that penetrates the ribbon thickness and propagates across the width of the glass ribbon. The ruled line 105 can be formed by any conventional method. For example, scoring 105 can be generated by contacting the ribbon with a scoring wheel, scriber, or abrasive member that causes surface damage to the ribbon. The tensile stress may be applied by bending the glass ribbon in a direction to place the creased surface of the glass ribbon in a state of being pulled over the crease line. This tension causes the crack formed at the score line to penetrate through the thickness of the ribbon and advance across the width of the ribbon.

フュージョンプロセスやスロットドロープロセスなどのダウンドロープロセスでは、ガラス形成材料のリボンは比較的自由に垂下し、その結果、表面張力とリボンのエッジ部分１１５付近での高流量密度とによって、図４に示されているようにガラスリボンはリボンの末端エッジ付近で厚くなり得る。この厚くなった領域は、通常ビード１２０と称される。図４は、上述したフュージョンプロセスなどのフュージョンプロセスによって成形された、ビード１２０を含んでいるガラスリボンのエッジ部分１１５を示した断面の図である。本プロセスの意図は、清浄な表面と実質的に平行な主表面（実質的に均一な厚さ）とを有する高純度のガラスシートを成形することであるため、リボンエッジ部分１１５のビード１２０の存在は、リボンから切断されるガラスシートの商業的価値にとって有害である。すなわち、ビードは典型的には除去される。 In downdraw processes such as the fusion process and slot draw process, the ribbon of glass forming material hangs relatively freely, resulting in the surface tension and high flow density near the edge 115 of the ribbon as shown in FIG. As is done, the glass ribbon can be thick near the end edge of the ribbon. This thickened area is usually referred to as a bead 120. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an edge portion 115 of a glass ribbon that includes a bead 120 formed by a fusion process, such as the fusion process described above. The intent of this process is to form a high purity glass sheet having a clean surface and a substantially parallel major surface (substantially uniform thickness), so that the bead 120 of the ribbon edge portion 115 The presence is detrimental to the commercial value of the glass sheet cut from the ribbon. That is, the bead is typically removed.

現行では、連続的に動いているガラスリボンからガラスシートを取り去り、次いでガラスシートからビードを除去しているが、この手法には著しい欠点がある。１つの欠点は、具体的には、清浄で真っ直ぐな割れ目を維持しながらリボンの全幅に亘ってガラスリボンに確実に罫書きすることは困難であるということである。ガラスリボンのエッジ部分が非均一な厚さであることによって、罫書き線が、またはより頻繁には続く分離用の亀裂が意図している経路から逸れてしまう、無制御の亀裂がガラスリボンに生じ得る。この傾向を克服するために、罫書きをガラスリボン内部の品質部分１２５（点線１３０の間）に亘って行って、ビードには罫書きしないことが多い。品質部分１２５は、リボンの２つの側部にあるエッジ部分１１５間に位置し、一般に販売可能な製品としての役割を果たすリボンの部分である。しかしながら、分離用の亀裂を罫書きされていないビードを横切って伝播させるのに必要なエネルギーで、分離中にガラスリボンに大きな摂動が生じることがある。こういった摂動がガラスリボンのガラス転移領域へと伝播して、ガラスリボンに望ましくない影響を与え得る。例えば、応力がガラスリボン内に凍結されることがあり、これはガラスシートの最終的な形状に影響する。 Currently, the glass sheet is removed from the continuously moving glass ribbon and then the beads are removed from the glass sheet, but this approach has significant drawbacks. One drawback is, in particular, that it is difficult to reliably crease the glass ribbon across the entire width of the ribbon while maintaining a clean and straight break. The non-uniform thickness of the edge of the glass ribbon can cause uncontrolled cracks in the glass ribbon that can cause the scribe lines or, more often, subsequent separation cracks to deviate from the intended path. Can occur. In order to overcome this tendency, scoring is often performed over the quality portion 125 (between dotted lines 130) inside the glass ribbon, and the bead is often not scoring. The quality portion 125 is the portion of the ribbon that lies between the edge portions 115 on the two sides of the ribbon and generally serves as a sellable product. However, the energy required to propagate the separation crack across the unmarked bead can cause large perturbations in the glass ribbon during separation. These perturbations can propagate into the glass transition region of the glass ribbon and can have undesirable effects on the glass ribbon. For example, stress can be frozen in the glass ribbon, which affects the final shape of the glass sheet.

図５は、図１に示したフュージョンダウンドロープロセスなどのフュージョンダウンドロープロセスのための、例示的な成形本体４５の断面端面図を示している。図５によれば、成形本体４５は、成形本体の周りに一貫した熱環境を維持する、エンクロージャ１３５内に含有されている。加熱要素１４０を使用して、エンクロージャ１３５内の温度は制御される。加熱要素１４０は、例えば、電気抵抗で加熱された金属コイルまたは金属棒でもよい。内壁１４５が、加熱要素１４０で生成された熱を拡散して、成形本体および溶融ガラスをより均等に加熱できるように助ける。内壁１４５は、例えば、炭化ケイ素から形成してもよい。ガラスリボンが成形本体４５から牽引ローラ１１０によって延伸されると、品質部分１２５の範囲内などのガラスリボンの厚さが冷却ドア１５０によって制御される。冷却ドア１５０は、ガラスリボンに向かう方向に延びたり、あるいはガラスリボンから離れて引っ込んだりできるよう、可動であるように構成される。冷却ドアは、ガラスリボン幅（すなわち、ガラスリボンが延伸される方向および速さを示す延伸ベクトルＶに垂直な方向）の全幅またはかなりの部分に亘って延在している。 FIG. 5 shows a cross-sectional end view of an exemplary molded body 45 for a fusion downdraw process, such as the fusion downdraw process shown in FIG. According to FIG. 5, the molded body 45 is contained within an enclosure 135 that maintains a consistent thermal environment around the molded body. Using the heating element 140, the temperature within the enclosure 135 is controlled. The heating element 140 may be, for example, a metal coil or metal rod heated with electrical resistance. Inner wall 145 spreads the heat generated by heating element 140 to help heat the molded body and molten glass more evenly. The inner wall 145 may be formed from, for example, silicon carbide. As the glass ribbon is drawn from the forming body 45 by the pulling roller 110, the thickness of the glass ribbon, such as within the quality portion 125, is controlled by the cooling door 150. The cooling door 150 is configured to be movable so that it can extend in a direction toward the glass ribbon or retract away from the glass ribbon. The cooling door extends over the entire width or a substantial portion of the glass ribbon width (i.e., the direction perpendicular to the draw vector V indicating the direction and speed in which the glass ribbon is drawn).

各冷却ドアの中には、冷却気体、典型的には空気が供給される、複数の冷却ノズル１５５が含有されている。空気は、冷却ノズル１５５に送出される前に冷却してもよい。矢印１６０で表されているように冷却ノズル１５５を出て行く冷却気体は、各冷却ドアの前面プレート１６５に導かれる。前面プレート１６５は、例えば、炭化ケイ素から形成してもよい。冷却ドアの前面プレートで局所的な冷却が得られる能力により、前面プレートの幅に亘って可変の温度分布を生じさせることができる。前面プレートの局所的な冷却は、前面プレートのその特定の部分に直接隣接しているガラスリボンの粘度に影響を与え、さらにそれによりそのガラスリボンの厚さに影響を与える。すなわち、ガラスリボンの幅に亘るガラスリボンの厚さの制御は、冷却ノズル１５５を通る冷却気体の温度および／または流量を変動させることによって得ることができる。冷却気体を、冷却ノズルとガラスリボンとの間に位置するプレートに導くことによって、その延伸部に亘って冷却ノズルの衝撃を滑らかにすることができる。 Each cooling door contains a plurality of cooling nozzles 155 that are supplied with a cooling gas, typically air. The air may be cooled before being delivered to the cooling nozzle 155. The cooling gas exiting the cooling nozzle 155 as represented by arrow 160 is directed to the front plate 165 of each cooling door. The front plate 165 may be made of, for example, silicon carbide. The ability to obtain local cooling at the front plate of the cooling door can produce a variable temperature distribution across the width of the front plate. Local cooling of the front plate affects the viscosity of the glass ribbon that is directly adjacent to that particular portion of the front plate, and thereby affects the thickness of the glass ribbon. That is, control of the thickness of the glass ribbon across the width of the glass ribbon can be obtained by varying the temperature and / or flow rate of the cooling gas through the cooling nozzle 155. By guiding the cooling gas to the plate located between the cooling nozzle and the glass ribbon, the impact of the cooling nozzle can be smoothed over the extended portion.

本書で説明する種々の実施形態によれば、複数の加熱ノズル１７０が冷却ドア１５０の上方に位置付けられ、さらにこれらの加熱ノズル１７０は、連続的に動いているガラスリボンの特定の部分に、加熱された空気を導くように構成されている。以下の説明は、この説明が残りの加熱ノズル１７０に同じく適用可能であるという理解の下、１つのこのような加熱ノズル１７０を対象にする。 According to the various embodiments described herein, a plurality of heating nozzles 170 are positioned above the cooling door 150, and these heating nozzles 170 are heated to specific portions of the continuously moving glass ribbon. Configured to guide the conditioned air. The following description is directed to one such heating nozzle 170 with the understanding that this description is equally applicable to the remaining heating nozzles 170.

図６に示されているように、各加熱ノズル１７０は、複数の通路１８５を有する耐火性本体１８０を備えている。空気などの加熱用気体１９０が、耐火性本体１８０の第１端部１９５で複数の通路１８５のうちの少なくとも１つの通路に送出され、さらに耐火性本体１８０の第２端部２００でこの通路から出て行く。第２端部２００は、ガラスリボン５０に近接して位置付けられる。耐火性スリーブ２０５が耐火性本体１８０を包囲しかつ耐火性本体１８０と実質的に同心になるように、耐火性スリーブ２０５内に耐火性本体１８０を位置付けてもよい。耐火性スリーブ２０５は、例えばＡｌ₂Ｏ₃を含み得る。 As shown in FIG. 6, each heating nozzle 170 includes a refractory body 180 having a plurality of passages 185. A heating gas 190 such as air is delivered to at least one of the plurality of passages 185 at the first end 195 of the refractory body 180 and further from this passage at the second end 200 of the refractory body 180. get out. The second end portion 200 is positioned in proximity to the glass ribbon 50. The refractory body 180 may be positioned within the refractory sleeve 205 such that the refractory sleeve 205 surrounds and is substantially concentric with the refractory body 180. The refractory sleeve 205 can include, for example, Al ₂ O ₃ .

ワイヤコイルなどの高温の加熱要素２１０が耐火性本体１８０の周りに配置されている。例えば加熱要素２１０がコイルである場合、加熱要素２１０を耐火性本体１８０の周りに巻いてもよい。加熱要素２１０は耐火性本体１８０と耐火性スリーブ２０５との間に位置付けることが好ましい。加熱要素２１０は、例えば、白金含有ワイヤまたは他の適切な高温金属から形成することができる。例えば、ワイヤは白金ロジウムなどの白金合金でもよい。加熱要素２１０には、加熱要素２１０を加熱し、さらにそれにより耐火性本体１８０と、少なくとも１つの通路１８５内を移動する加熱用気体１９０とを加熱する、電流が供給される。例えば、耐火性本体１８０を通って流れる加熱用気体を十分に加熱するためには、１つの加熱ノズルで約４００Ｗ以上の電力を必要とし得る。少なくとも１つの通路１８５内を流れる加熱用気体１９０を、１４５０℃以上の温度まで加熱することが好ましい。例えば加熱用気体を、約１４５０℃から約１６５０℃の範囲内、約１５００℃から約１６５０℃の範囲内、約１５５０℃から約１６５０℃の範囲内、または約１６００℃から約１６５０℃の範囲内の温度まで加熱してもよい。加熱用気体の流量を確実に十分にするために、少なくとも１つの通路１８５は適切な内径のものとするべきである。例えば、少なくとも１つの通路１８５の内側の直径は、１ｍｍ以上でもよい。耐火性本体１８０の他の通路は、加熱用気体の温度を測定するための器具または他の機器を含有し得る。例えば図６の実施形態に示されているように、耐火性本体１８０内に含有されている他の通路１８５は、熱電対要素２２０を含有し得る。耐火性スリーブ２０５は、耐火性スリーブ２０５の周りに配置された、適切な断熱シールド２２５内に位置付けてもよい。 A high temperature heating element 210, such as a wire coil, is disposed around the refractory body 180. For example, if the heating element 210 is a coil, the heating element 210 may be wrapped around the refractory body 180. The heating element 210 is preferably positioned between the refractory body 180 and the refractory sleeve 205. The heating element 210 can be formed, for example, from a platinum-containing wire or other suitable high temperature metal. For example, the wire may be a platinum alloy such as platinum rhodium. The heating element 210 is supplied with an electrical current that heats the heating element 210 and thereby heats the refractory body 180 and the heating gas 190 moving in the at least one passage 185. For example, in order to sufficiently heat the heating gas flowing through the refractory body 180, a single heating nozzle may require about 400 W or more of power. The heating gas 190 flowing in the at least one passage 185 is preferably heated to a temperature of 1450 ° C. or higher. For example, the heating gas may be within the range of about 1450 ° C to about 1650 ° C, within the range of about 1500 ° C to about 1650 ° C, within the range of about 1550 ° C to about 1650 ° C, or within the range of about 1600 ° C to about 1650 ° C. You may heat to this temperature. To ensure sufficient heating gas flow, at least one passage 185 should be of an appropriate inner diameter. For example, the inner diameter of the at least one passage 185 may be 1 mm or more. Other passages of the refractory body 180 may contain instruments or other equipment for measuring the temperature of the heating gas. For example, as shown in the embodiment of FIG. 6, another passage 185 contained within the refractory body 180 may contain a thermocouple element 220. The refractory sleeve 205 may be positioned within a suitable thermal shield 225 disposed around the refractory sleeve 205.

図２〜３を用いると最もよく分かるが、加熱ノズル１７０は、底部１００の位置またはその付近の、ガラスリボン５０のエッジ２２６の内側（例えば、ガラスリボンのエッジ２２６と中心線２３０との間）に位置付けることが好ましい。例えば加熱ノズル１７０を、鉛直方向では底部１００と冷却ドア１５０との間に位置付けてもよく、そして横方向では、品質部分１２５からエッジ部分１１５を除去する位置に、ノズルから放出された加熱気体が導かれるように位置付けてもよい。加熱ノズル１７０は、エッジ誘導部材１０６の内側エッジとガラスリボン５０の中心線２３０との間の位置に加熱用気体１９０が導かれるように位置付けられることが好ましい。加熱ノズル１７０から放出された加熱気体は、ガラスリボンに当たってそのガラスの粘度を局所的に減少させ、それによりガラスリボンを局所的に薄化させる。連続的に動いているガラスリボンが成形本体４５から下降し続けると、ガラスリボンの長さに沿って長手方向に走る狭い薄化領域２３５が、局所的な薄化によって形成される（図７参照）。 As best seen using FIGS. 2-3, the heating nozzle 170 is positioned inside or near the edge 226 of the glass ribbon 50 at or near the bottom 100 (eg, between the edge 226 of the glass ribbon and the centerline 230). It is preferable to be positioned at. For example, the heating nozzle 170 may be positioned between the bottom 100 and the cooling door 150 in the vertical direction, and in the lateral direction, the heated gas released from the nozzle is positioned to remove the edge portion 115 from the quality portion 125. It may be positioned to be guided. The heating nozzle 170 is preferably positioned such that the heating gas 190 is guided to a position between the inner edge of the edge guiding member 106 and the center line 230 of the glass ribbon 50. The heated gas released from the heating nozzle 170 strikes the glass ribbon and locally reduces the viscosity of the glass, thereby locally thinning the glass ribbon. As the continuously moving glass ribbon continues to descend from the forming body 45, a narrow thinned region 235 that runs longitudinally along the length of the glass ribbon is formed by local thinning (see FIG. 7). ).

図８は、鉛直下向きの延伸力Ｆを受けている理想的な無限幅リボンでの、ガラスの要素体積を表したものである。平衡条件下で、各力がＦ／２に等しい、２組の対を成す力が現れる。これらの力の一方の組は、リボンに垂直であってリボンを薄化し、また別の組はガラス平面内に含まれ、ガラスの水平に隣接する要素体積と平衡状態にある。リボンのエッジではすぐ隣接するガラスの体積が存在しないために平衡状態になることができず、そのためこの最後の力がリボン幅の損失に関与する。この力の分布では、ガラスの薄化は鉛直のみである（延伸による厚さの変動は鉛直にのみ生じる）。 FIG. 8 shows the element volume of the glass with an ideal infinite ribbon subjected to a vertically downward stretching force F. FIG. Under equilibrium conditions, two pairs of forces appear, each force equal to F / 2. One set of these forces is perpendicular to the ribbon and thins the ribbon, and the other set is contained within the glass plane and is in equilibrium with the horizontally adjacent element volume of the glass. The ribbon edge cannot equilibrate because there is no immediately adjacent glass volume, so this last force is responsible for ribbon width loss. In this force distribution, the thinning of the glass is only vertical (thickness variation due to stretching occurs only vertically).

延伸力Ｆの大きさの変動は、粘度、流量密度、および弱化の長さ（これは冷却速度および延伸速度に反比例する）の相関的要素であり、以下の式で近似することができる。 The variation in the magnitude of the stretching force F is a correlative factor of viscosity, flow density, and length of weakening (which is inversely proportional to the cooling rate and the stretching rate) and can be approximated by the following equation:

Ｆ≒α（η・Ｑ）／Ｌ
ここで、ηは粘度、Ｑは流量密度、そしてＬは弱化の長さである。負の粘度勾配が、例えば加熱ノズル１７０を用いて、局所的であるがエッジから離れた位置でもたらされた場合、延伸力Ｆの減少が起こり、その結果、リボン平面内に含まれる水平の力成分が減少する。内部の平衡を保つために、隣接するガラスの体積要素方向への水平のガラスの流れが現れ、局所的なリボンの薄化が誘発される。しかしながら薄化領域２３５は、図９に示されているように、隣接するガラスの体積要素を局所的に厚くしてしまう（２３６）という犠牲のもとで形成される。図７に示されている厚さの応答は、例えば加熱ノズルをリボンの中心に向けた場合に起こることになるものを示している。 F ≒ α (η · Q) / L
Where η is the viscosity, Q is the flow density, and L is the length of weakening. If a negative viscosity gradient is provided, for example using a heated nozzle 170, at a location that is local but away from the edge, a reduction in drawing force F occurs, resulting in a horizontal force contained within the ribbon plane. Ingredients decrease. In order to maintain internal equilibrium, horizontal glass flow in the direction of the volume element of the adjacent glass appears and local ribbon thinning is induced. However, the thinned region 235 is formed at the expense of locally thickening (236) the adjacent glass volume element, as shown in FIG. The thickness response shown in FIG. 7 shows what would happen if, for example, the heated nozzle was aimed at the center of the ribbon.

一方、負の粘度勾配がリボンのエッジ２２６付近で生じた場合、この水平の流れは（少なくとも部分的に）若干リボン幅を増加させることで相殺されるため、局所的な肉厚化は誘発されず、あるいは少なくとも局所的な肉厚化２３６は減少する。これは図１０に示されている。ビードが現れるリボンのエッジ部分は、リボン幅を減少させることで水平力に関して通常平衡になっているため、こういったことが生じる。水平力成分が減少した場合、ガラスリボンの幅は増加する。 On the other hand, if a negative viscosity gradient occurs near the ribbon edge 226, this horizontal flow is offset (at least in part) by increasing the ribbon width slightly, thus causing local thickening. Or at least local thickening 236 is reduced. This is illustrated in FIG. This occurs because the edge of the ribbon where the bead appears is normally balanced with respect to the horizontal force by reducing the ribbon width. When the horizontal force component decreases, the width of the glass ribbon increases.

ビードの近くで、例えばガラスリボンのエッジ２２６から約１００ｍｍの範囲内で、加熱ノズル１７０を用いた局所的な厚さ制御が実現されると、次いでガラスリボンからエッジ部分を分離してもよい。熱勾配で誘発される熱機械的応力を利用して、ガラスリボンの弾性領域（通常牽引ローラの下）の範囲内で始まった亀裂を粘弾性領域の最上部まで伝播させ、こうしてエッジ部分１１５を、そしてビードを、リボンの残りの部分から効果的に分離することができる。亀裂の伝播は、亀裂の伝播エネルギーのほとんどが粘性せん断で吸収されるため、ガラスリボンの薄化区域の粘弾性領域内において終端する。ガラスリボンの薄化区域の粘弾性領域の位置は、局所温度および冷却速度の相関的要素であり、局所的な厚さと局所的なガラス温度とを順に制御する加熱ノズル１７０で、要求に応じて調整できることを理解されたい。延伸部の長さを下りる（例えば、ガラスリボンの長い方向に沿った）局所的な冷却速度は、成形本体の下の加熱器を用いてさらに調整することができる。成形本体の下で、さらなる特定の加熱および／または冷却を用いて、冷却速度を正確に調整することも可能である。 Once local thickness control using the heated nozzle 170 is achieved near the bead, for example, within a range of about 100 mm from the edge 226 of the glass ribbon, the edge portion may then be separated from the glass ribbon. The thermal gradient induced thermomechanical stress is used to propagate cracks that begin within the elastic region of the glass ribbon (usually under the pulling roller) to the top of the viscoelastic region, thus causing the edge portion 115 to And the bead can be effectively separated from the rest of the ribbon. Crack propagation terminates in the viscoelastic region of the thinned area of the glass ribbon because most of the crack propagation energy is absorbed by viscous shear. The location of the viscoelastic region of the thinned area of the glass ribbon is a function of local temperature and cooling rate, with heating nozzle 170 controlling the local thickness and local glass temperature in sequence, as required. Please understand that it can be adjusted. The local cooling rate down the length of the stretch (e.g. along the long direction of the glass ribbon) can be further adjusted using a heater below the forming body. It is also possible to precisely adjust the cooling rate under the molding body using further specific heating and / or cooling.

亀裂が薄化領域２３５の軌道外を進んだ場合、ガラスリボンにとって非常に有害となる。薄化区域と薄化区域に隣接する区域とにおける応力勾配を制御することによって、伝播の制御は可能になり得る。上記のように、この応力は、ガラスリボンのガラス熱膨張係数によって誘発され得、主に温度勾配とリボンの厚さの相関的要素である。 If the crack goes out of orbit in the thinned region 235, it is very harmful to the glass ribbon. By controlling the stress gradient in the thinned area and the area adjacent to the thinned area, control of propagation may be possible. As mentioned above, this stress can be induced by the glass thermal expansion coefficient of the glass ribbon and is mainly a function of temperature gradient and ribbon thickness.

薄化区域２３５の両側には厚い部分が存在しているため、この薄化区域は張力を受け、一方隣接するより厚い区域は圧縮状態となる。このため、伝播のエネルギーが最も低い薄化区域２３５の中心で、亀裂の伝播は優先的に促進される。 Since there are thick portions on both sides of the thinned area 235, this thinned area is under tension, while the adjacent thicker areas are in compression. Thus, crack propagation is preferentially promoted at the center of the thinned area 235 where the propagation energy is the lowest.

ガラスリボン５０からの（すなわち、品質部分１２５からの）エッジ部分１１５の分離が一旦始まると、加熱ノズル１７０を用いて、底部１００付近での局所的な粘度の粘度分布および大きさに関する変更を調節することによって、また延伸部を長手方向に下りる冷却速度を薄化領域において底部からの距離に応じて調節することによって、この分離を持続および制御することができる。すなわち、加熱ノズル１７０から出る空気の温度を制御することによって、ガラスリボンの局所的な粘度を制御することができる。 Once separation of the edge portion 115 from the glass ribbon 50 (ie, from the quality portion 125) has begun, the heating nozzle 170 is used to adjust changes in the viscosity distribution and size of the local viscosity near the bottom 100. This separation can be sustained and controlled by adjusting the cooling rate down the extension in the longitudinal direction according to the distance from the bottom in the thinned region. That is, the local viscosity of the glass ribbon can be controlled by controlling the temperature of the air exiting the heating nozzle 170.

また、ガラスリボンが牽引ローラおよび下方へと下降するとき、分離されたエッジ部分１１５が隣接するガラスリボンに確実に接触しないようにすることが望ましい。このような接触は、品質領域１２５を損傷する可能性がある。これは、例えば、ガラスリボンの平面から数ｃｍずれた位置にある牽引ローラのすぐ上で追加のローラを使用して、分離されたビードが確実にリボン平面外を移動するようにさせることによって実現することができる。 It is also desirable to ensure that the separated edge portion 115 does not contact the adjacent glass ribbon as the glass ribbon descends to the pulling roller and down. Such contact can damage the quality region 125. This can be achieved, for example, by using an additional roller just above the pulling roller located a few centimeters away from the plane of the glass ribbon to ensure that the separated beads move out of the ribbon plane. can do.

亀裂の開始は自然発生的に生じ得るが、亀裂は、例えば局所的な加熱および／または冷却によって、延伸部の既定の位置に誘発されることが好ましい。例えば、薄化区域２３５をＣＯ₂レーザなどのレーザ２４０で加熱してもよく、続いて冷却流体２４５（例えば、空気噴射または空気／水ミスト）による冷却で、非常に高い応力勾配を促進させることができる（図２参照）。あるいは、ガラスカッターで、またはローラ対を用いて局所的なねじれを加えることによって、ガラス表面を機械的に損傷して亀裂を開始させてもよい。 Although crack initiation can occur spontaneously, it is preferred that the crack be induced at a predetermined location in the stretch, for example by local heating and / or cooling. For example, the thinned area 235 may be heated with a laser 240, such as a CO ₂ laser, followed by cooling with a cooling fluid 245 (eg, air jet or air / water mist) to promote a very high stress gradient. (See FIG. 2). Alternatively, the glass surface may be mechanically damaged and cracks initiated by applying a local twist with a glass cutter or using a roller pair.

本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。すなわち、本発明の改変および変形が添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本発明はこのような改変および変形を含むと意図されている。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Thus, it is intended that the present invention include such modifications and variations as come within the scope of the appended claims and their equivalents.

４５成形本体
５０ガラスリボン
１００底部
１０６エッジ誘導部材
１１５エッジ部分
１２０ビード
１２５品質部分
１５０冷却ドア
１７０加熱ノズル
１８０耐火性本体
１８５通路
１９０加熱用気体
１９５第１端部
２００第２端部
２０５耐火性スリーブ
２１０加熱要素
２２５断熱シールド
２２６エッジ
２３０中心線
２３５薄化領域 45 Molded body 50 Glass ribbon 100 Bottom 106 Edge guiding member 115 Edge portion 120 Bead 125 Quality portion 150 Cooling door 170 Heating nozzle 180 Fireproof body 185 Passage 190 Heating gas 195 First end 200 Second end 205 Fireproof sleeve 210 Heating element 225 Heat shield 226 Edge 230 Center line 235 Thinned area

Claims

In an apparatus for forming a glass ribbon,
A molded body having a merged molding surface intersecting at a lower portion of the molded body; and
A refractory tube having a plurality of passages extending longitudinally between a first end and a second end, wherein at least one of the plurality of passages passes through the at least one passage. A refractory tube that is in fluid communication with the flow of gas directed and the first end is proximate to the lower portion of the molded body; and around the refractory tube configured to heat the flow of gas Heating element, arranged in
Including a heating nozzle;
A device characterized by comprising:

The apparatus of claim 1, wherein the refractory tube is positioned within a refractory sleeve and the heating element is positioned between the refractory tube and the refractory sleeve.

The cooling door further includes a cooling door positioned under the lower portion of the molded body, and the heating nozzle is positioned between the lower portion of the molded body and the cooling door. Or the apparatus of 2.

4. The heating nozzle is positioned to direct the heated gas flow to a portion of the glass ribbon that is about 100 mm or less from the edge of the glass ribbon. The device according to item.

A method of locally thinning a continuously moving glass ribbon,
Flowing a molten glass that forms a continuously moving glass ribbon drawn from the bottom from a forming body having a confluent forming surface that intersects at the bottom;
Directing a flow of heated gas from a heating nozzle to the glass ribbon, wherein the heated gas strikes the glass ribbon near the bottom, and the heated gas impinged on the glass ribbon Generating a local thinned portion in the glass ribbon that extends along the length;
Separating an edge portion from the glass ribbon by propagating a crack along the thinned portion;
A method comprising the steps of:

The method of claim 5, wherein the temperature of the heated gas is in the range of about 1450 ° C to about 1650 ° C.

The method according to claim 5 or 6, wherein the heated gas strikes between an edge guide member and a center line of the glass ribbon.

The method according to claim 7, wherein the heated gas strikes at a position closer to the edge guide member than the centerline.

9. A method according to any one of claims 5 to 8 wherein the heated gas strikes the glass ribbon within about 100 mm from the edge of the glass ribbon.

10. A method according to any one of claims 5 to 9, wherein the thinned portion has a tensile stress and borders a thickened portion having a compressive stress.